RU2387373C2 - Способ получения томографического изображения тела - Google Patents
Способ получения томографического изображения тела Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387373C2 RU2387373C2 RU2008108562/14A RU2008108562A RU2387373C2 RU 2387373 C2 RU2387373 C2 RU 2387373C2 RU 2008108562/14 A RU2008108562/14 A RU 2008108562/14A RU 2008108562 A RU2008108562 A RU 2008108562A RU 2387373 C2 RU2387373 C2 RU 2387373C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- current
- potential
- pair
- visualisation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для визуализации и диагностики патологических изменений внутренних органов и тканей организма. Способ включает размещения серии контактных электродов на поверхности тела и одновременное подключение источника тока к трем стационарным электродам. В различные моменты времени, соответствующие линейнонезависимым комбинациям токов, в токоподводящих электродах производится измерение разностей потенциалов на каждой паре остальных электродов. Путем аппроксимаций измеренного распределения потенциала определяются опорные разности потенциалов. Реконструкция изображения пространственного распределения проводимости осуществляется путем обратного проецирования вдоль эквипотенциалей. Использование изобретения позволяет повысить разрешающую способность способа визуализации. 1 ил.
Description
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для визуализации и диагностики патологических изменений внутренних органов и тканей организма.
Известен «способ электрополевой томографии» (А.В.Корженевский, Т.С.Туйкин. "Одноканальная измерительная установка для экспериментов по электрополевой томографии", Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, N1, с. 60-66, 2007).
Способ использует взаимодействие высокочастотного электрического поля с неоднородной проводящей средой без контакта с электродами. В отличие от электроимпедансной томографии, инжекция электрического тока в среду извне отсутствует. Взаимодействие сопровождается высокочастотным перераспределением свободных зарядов внутри среды и приводит к небольшим фазовым сдвигам электрического поля в пространстве, окружающем объект. Реконструкция внутренней структуры тела производится на основании результатов измерений возмущения поля с помощью набора электродов, расположенных вокруг тела. Электрическое поле можно использовать и для визуализации непроводящих объектов (электроемкостная томография).
Недостатком способа является низкая разрешающая способность, достигаемая в существующих устройствах электрополевой томографии.
Известен «Способ получения томографического изображения методом магнитной индукционной томографии» (ав. св. RU 2129406 С1, 27.04.1999).
Способ заключается в следующем. Объект помешают в исследуемое пространство, возбуждают в нем переменное магнитное поле с помощью источников переменного магнитного поля. Реконструкцию изображения пространственного распределения проводимости объекта проводят по результатам измерений сигналов, наведенных полем, и сдвигу фаз между сигналами источников и приемников магнитного поля.
Недостатком способа является слишком низкая разрешающая способность, достигаемая в существующих устройствах магнитной индукционной томографии.
Наиболее близким к заявляемому способу является «Способ получения томографического изображения тела и электроимпедансный томограф» (ав. св. RU 2127075 С1, 10.03.1999). Способ заключается в помещении серии контактных электродов на поверхность тела, поочередном их подключении к произвольным парам электродов, измерении на каждой паре остальных электродов разностей потенциалов, определении опорных значений разностей потенциалов путем аппроксимаций измеренного распределения, и реконструкции изображения пространственного распределения проводимости производят путем обратного проецирования вдоль эквипотенциалей.
Недостатком способа является низкое качество реконструирования и визуализации распределения проводимости в биологических тканях. Это связано с тем, что число линейно независимых измерений, используемых алгоритмом реконструирования и во многом определяющее разрешающую способность способа, ограничено числом мест возможных подключений пар токоподводящих электродов. Увеличение числа линейно независимых измерений за счет увеличения числа электродов позволяет несколько повысить качество томографического изображения, но связано со сложностью точного позиционирования большого числа электродов на поверхности тела.
В устройстве «Электрический маммограф» (ав. св. RU 2153285 С1, 27.07.2000) увеличение качества реконструирования и визуализации распределения проводимости в биологических тканях достигнуто за счет применения большого числа жесткозакрепленных электродов. Такой подход позволил снять затруднения, связанные с точным позиционированием большого числа электродов, и позволил повысить надежность и точность измерений, разрешающую способность и быстродействие.
Недостатком устройства является возможность исследования только поверхностных слоев тела. При этом разрешающая способность хотя и повышается, но остается ограниченной числом применяемых электродов.
Общими признаками заявляемого способа являются все признаки способа, выбранного в качестве прототипа.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении разрешающей способности способа визуализации за счет пропускания тока через тело одновременно с помощью трех стационарных токоподводящих электродов, расположенных в разных местах поверхности тела.
Повышение разрешающей способности способа визуализации достигается тем, что в способе получения томографического изображения, включающем размещение серии контактных электродов на поверхности тела, подключение источника тока электродам, измерение разности потенциалов на каждой паре остальных электродов, определение опорных разностей потенциалов путем аппроксимаций измеренного распределения потенциала и реконструкцию изображения пространственного распределения проводимости путем обратного проецирования вдоль эквипотенциалей, согласно изобретению предусмотрено следующее: электрический ток подключают одновременно к трем стационарным электродам, а измерение разностей потенциалов на каждой паре электродов производят в различные моменты времени, соответствующие линейно независимым комбинациям токов в токоподводящих электродах.
Одновременное подключение тока сразу к трем электродам, расположенным в разных точках тела, позволяет получить бесконечное множество линейно независимых распределений потенциала в теле. Это достигается за счет соответствующего изменения соотношения силы токов в электродах без изменения мест их подключения, так как линейно независимым комбинациям токов в токоподводящих электродах соответствуют линейно независимые распределения потенциала в теле. В этом случае число линейно независимых измерений уже не ограничено числом электродов, располагаемых на поверхности тела, а ограничено только числом линейно независимых комбинаций токов в них, которое может быть сколь угодно большим. Это позволяет повысить разрешающую способность способа.
Совокупность отличительных признаков заявляемого способа не обнаружена по патентной и научно-технической литературе.
Практическая реализация способа: осуществляется с помощью устройства, построенного на базе персональной ЭВМ (ПЭВМ), структурная схема которого приведена на чертеже. Оптимальная форма зондирующих токов определяется в ПЭВМ 23 на программном уровне. Полученный цифровой код с помощью двухканального цифроаналогового преобразователя (ЦАП) с токовым выходом 21 преобразуется в два аналоговых токовых сигнала, которые фильтруются с помощью фильтров нижних частот 14 и 15 (для удовлетворения теореме Котельникова) и подаются на токоподводящие электроды 1, 3 и 6. Электрические сигналы, наводимые на измерительных электродах 2, 4, 5, 7, 8 под действием подводимого тока, усиливаются инструментальными усилителями 9, 10, 11, 12, 13 и фильтруются с помощью фильтров нижних частот 16, 17, 18, 19 и 20 (так же для удовлетворения теореме Котельникова). Усиленные и отфильтрованные сигналы подуются на многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 22. Полученный цифровой код передается в ПЭВМ 23, в которой происходит обработка первичной измерительной информации с помощью алгоритма реконструкции и вывод восстановленного изображения на экран. Сопряжение ЦАП 21 и АЦП 22 с ПЭВМ 23 осуществляется посредством последовательного интерфейса USB 2.0.
Источники информации
1. А.В.Корженевский, Т.С.Туйкин. "Одноканальная измерительная установка для экспериментов по электрополевой томографии", Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, N1, с.60-66, 2007.
2. RU 2129406 С1, 27.04.1999 г.
3. RU 2127075 С1, 10.03.1999 г.
4. RU 2153285 С1, 27.07.2000 г.
Claims (1)
- Способ получения томографического изображения тела, включающий размещение серии контактных электродов на поверхности тела, подключение источника тока к электродам, измерение разности потенциалов на каждой паре остальных электродов, определение опорных разностей потенциалов путем аппроксимаций измеренного распределения потенциала и реконструкцию изображения пространственного распределения проводимости путем обратного проецирования вдоль эквипотенциалей, отличающийся тем, что электрический ток подключают одновременно к трем стационарным электродам, а измерение разностей потенциалов на каждой паре электродов производят в различные моменты времени, соответствующие линейнонезависимым комбинациям токов в токоподводящих электродах.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108562/14A RU2387373C2 (ru) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | Способ получения томографического изображения тела |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108562/14A RU2387373C2 (ru) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | Способ получения томографического изображения тела |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008108562A RU2008108562A (ru) | 2009-09-10 |
| RU2387373C2 true RU2387373C2 (ru) | 2010-04-27 |
Family
ID=41166147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008108562/14A RU2387373C2 (ru) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | Способ получения томографического изображения тела |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2387373C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2810360C1 (ru) * | 2023-06-06 | 2023-12-27 | Грайр Каренович Алексанян | Способ подбора частоты инжектируемого тока для персонализации мониторинга на основе многочастотной ЭИТ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2300927A (en) * | 1994-03-11 | 1996-11-20 | British Tech Group | Electrical impedance tomography |
| RU2127075C1 (ru) * | 1996-12-11 | 1999-03-10 | Корженевский Александр Владимирович | Способ получения томографического изображения тела и электроимпедансный томограф |
| US20040015095A1 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-22 | Jianhua Li | Method and device for measuring signals for electrical impedance tomography by using correlation techinique |
| KR20050013407A (ko) * | 2003-07-28 | 2005-02-04 | 경 연 김 | 전기 임피던스 단층촬영법에서의 적응 메쉬 그룹핑을사용한 정적 영상복원 방법 |
-
2008
- 2008-03-04 RU RU2008108562/14A patent/RU2387373C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2300927A (en) * | 1994-03-11 | 1996-11-20 | British Tech Group | Electrical impedance tomography |
| RU2127075C1 (ru) * | 1996-12-11 | 1999-03-10 | Корженевский Александр Владимирович | Способ получения томографического изображения тела и электроимпедансный томограф |
| US6236886B1 (en) * | 1996-12-11 | 2001-05-22 | Technology Commercialization International | Method for producing a tomographic image of the body and electric impedance tomograph |
| US20040015095A1 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-22 | Jianhua Li | Method and device for measuring signals for electrical impedance tomography by using correlation techinique |
| KR20050013407A (ko) * | 2003-07-28 | 2005-02-04 | 경 연 김 | 전기 임피던스 단층촬영법에서의 적응 메쉬 그룹핑을사용한 정적 영상복원 방법 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Margaret Cheney et al. Electrical Impedance Tomography Society for Industrial and applied Mathematics, 1999, p.85-101. * |
| Кравчук А.С. Об определении линейных и нелинейных свойств неоднородных материалов. Сб. тр. «Математическое моделирование систем и процессов». - Пермь, 2001, № 9, с.67-77. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2810360C1 (ru) * | 2023-06-06 | 2023-12-27 | Грайр Каренович Алексанян | Способ подбора частоты инжектируемого тока для персонализации мониторинга на основе многочастотной ЭИТ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008108562A (ru) | 2009-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6167300A (en) | Electric mammograph | |
| EP2073702B2 (en) | Data collection for electrical impedance tomography | |
| Saulnier et al. | An electrical impedance spectroscopy system for breast cancer detection | |
| JP2012501779A (ja) | 磁気誘導断層撮影のための方法及びシステム | |
| Singh et al. | A low-cost portable wireless multi-frequency electrical impedance tomography system | |
| Bera et al. | Surface electrode switching of a 16-electrode wireless EIT system using RF-based digital data transmission scheme with 8 channel encoder/decoder ICs | |
| CN104605851A (zh) | 一种电阻抗层析成像系统的数据采集方法 | |
| EP0094113A2 (en) | Tomography | |
| EP2440128A1 (en) | Electrical impedance imaging | |
| Bonmassar et al. | On the measurement of electrical impedance spectroscopy (EIS) of the human head | |
| CN109745047A (zh) | 一种基于压阻式电极的电阻抗成像系统 | |
| CN102579044A (zh) | 激励采集双扫描模式的电阻抗成像系统及其信息获取方法 | |
| RU2387373C2 (ru) | Способ получения томографического изображения тела | |
| Xuetao et al. | High precision multifrequency electrical impedance tomography system and preliminary imaging results on saline tank | |
| Ma et al. | A new modular semi-parallel EIT system for medical application | |
| RU109394U1 (ru) | Электроимпедансный томограф | |
| CN106618568A (zh) | 一种应用于乳腺癌检测的快速eis混频测量装置 | |
| Sarode et al. | LabVIEW based automatic data acquisition system for electrical impedance tomography | |
| RU66932U1 (ru) | Электроимпедансный компьютерный маммограф | |
| Zhao et al. | High density trans-admittance mammography development and preliminary phantom tests | |
| Van Tran et al. | High accurate and efficient electrical impedance tomography for fast brain imaging | |
| Xu et al. | The acquisition hardware system with direct digital synthesis and filtered back-projection imaging in electrical impedance tomography | |
| Miao et al. | A new symmetric semi-parallel Electrical Impedance Tomography (EIT) system-II: The performance | |
| WO2009005392A1 (fr) | Mammographe informatisé à impédance électrique | |
| Liu et al. | Design of a microscopic electrical impedance tomography system using two current injections |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20100930 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100305 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110927 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111019 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160305 |